汽车上的电是怎么来的？又是如何补充的——说说汽车的充电系统 _汽车

现在的汽车是一个复杂的机电产品，绝大多数的功能运行都是由电来控制的，比如发动机电控系统、自动变速箱电控系统、车身电控系统、制动与转向电控系统，灯光系统，等等。那么有些人就会感到奇怪了：这汽车上没有外接电源，这些电都是从哪儿来的呢？怎么感觉电能是取之不尽用之不竭的？虽然汽车上有一个蓄电池，不过它所储存的电量应该是有限的，当它的电能消耗殆尽的时候，又是如何补充的呢？

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汽车虽然没有外接电源，但是汽车本身是有电源的，可以实现自发电，这就是汽车的充电系统。在汽车上有两个电源，一个是蓄电池，可以储存一定的电能，在发动机没有启动之前，汽车上所有的电能都是由它提供的，比如启动发动机、听音乐、汽车防盗系统等；另一个是发电机，它是汽车上的主电源，当发动机正常运行时，汽车上的所有电能都是由发电机提供的，多余的电能会储存在蓄电池中，当发电机电能不足以应付汽车用电时，蓄电池会提供一部分电能辅助发电机工作。它们二者协同工作，就构成了汽车的电源系统。下面我们就来说说这套系统是如何工作的，电能又是如何相互转化的。

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首先说明一下，汽车上的电气系统的特点是直流、低压（12伏或24伏）、负极搭铁，以下所有的论述，都是在这个前提下进行的。
首先来说说蓄电池。汽车上的蓄电池是汽车的辅助电源，绝大多数都是铅酸蓄电池，它是一种低压直流可逆电源，可以让化学能与电能相互转化。它的基本结构是由极板、电解液、隔板、壳体这几大部分组成的，其中极板分为正负极板，正极板上涂敷着二氧化铅，负极板上涂敷着海绵状的纯金属铅，电解液是36%左右的硫酸水溶液。根据极板的型式以及隔板结构的不同，蓄电池大致可以分为普通型蓄电池、免维护蓄电池、干荷电蓄电池以及胶体蓄电池这几大类，现在汽车上最常用的是免维护蓄电池。带有自动启停功能的车型，它的蓄电池是特制的，隔板是玻璃纤维的，电解液被吸附在隔板上，它的充放电速度更快，并且允许多次充放电。如果它损坏了，是不能用普通蓄电池代替的。

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一般汽车上只有一个蓄电池，属于12伏电源系统；有些高档汽车会并联安装主-副两个蓄电池，电源电压仍然是12伏；而在柴油发动机上，由于启动力矩较大，一般串联安装两个蓄电池，形成24伏电源系统。那么蓄电池电压为什么都是12伏呢？这就要从蓄电池的电能生成原理说起了。
蓄电池在静止状态下，在正极板处，二氧化铅与硫酸作用生成带正电荷的铅离子沉浮在正极板上，使正极板具有2V的正电位；在负极板处，纯铅电离为铅离子和电子，两个电子留在负极板上，使负极板具有约-0.1V的负电位；这样在正负极之间就形成了大约2.1V的电位差，这就是铅酸蓄电池能够建立起电动势的原理。这样由一对正负极板组成的电池称为一个单格蓄电池，一般蓄电池中有六对单格蓄电池，它们串联安装在一起，就组成了电压为12.6伏的蓄电池，对外标称12伏。但事实上，如果在静止状态下测量蓄电池电压为 12伏，它的电量就所剩无几了，一般充满电的蓄电池电压都在12.6~12.8伏之间。

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那么蓄电池又是如何放电的呢？当蓄电池接上负载后，由于有电压的存在，所以会产生电流，驱动电子会从负极板流向正极板，正负极板上的金属铅和二氧化铅就变成了铅离子，然后铅离子与硫酸根结合生成硫酸铅。这个过程循环进行，就会形成持续的放电电流，分子间的化学能就转换成了电能。由于这个过程会消耗电解液中的硫酸，并生成硫酸铅附着在正负极板上，所以随着放电时间的延长，电解液中的硫酸越来越少，附着在极板上的硫酸铅越来越多，硫酸与极板上的金属铅接触的越来越少，反应速度越来越慢，放电电流也随之越来越小，所以蓄电池放电时间长了越来越无力，就是这个缘故。当极板上大部分被硫酸铅覆盖的时候，反应基本就终止了，这时候就是所说的“电放没了” 。